CN105415468B - 一种防霉竹胶板的制备方法 - Google Patents

一种防霉竹胶板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：将竹帘进行超声处理；将超声处理后的竹帘干燥至含水量为5～8wt％；采用氧气将干燥后竹帘进行等离子处理；将等离子处理后竹帘进行浸胶，浸胶的时间为40～50min，浸胶的压力为3～5MPa，浸胶采用改性聚氨酯树脂胶黏剂；将浸胶后竹帘进行除湿至含水量为7～9wt％；将除湿后竹帘进行组坯得到物料A；将物料A进行热压固化得到防霉竹胶板。本发明提出的防霉竹胶板的制备方法，所得竹胶板耐腐性能优异，粘接强度高，吸水膨胀率低。

Description

一种防霉竹胶板的制备方法
技术领域
本发明涉及竹胶板技术领域，尤其涉及一种防霉竹胶板的制备方法。
背景技术
竹胶板是以毛竹材料作为主要架构和填充材料，经高压成坯高温固化而成的板材。竹胶板有硬度高，抗折，抗压力强，耐磨性能好，吸水膨胀率低等特点，主要用途有：建筑模板、混凝土砌块(砖)生产用竹胶托板、汽车车箱箱体板和箱底板、火车车箱箱板和底板、集装箱板、冷冻船板、装饰用竹地板及其他各种相关需要用板材。但竹胶板往往在湿热的环境中会发霉，而抑制竹胶板发霉，一是要使竹材不能作为霉菌的营养基质，二是要使霉菌不具有生长繁殖的环境和条件。竹材作为一种工程材料，应用范围广泛，而外界环境复杂且没有规律性，所以通过实现改变霉菌的生长环境和条件来抑制竹材霉菌的生长有一定的难度。竹材中含有较多的营养物质，为竹材霉菌的生长提供了极其有利的条件。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种防霉竹胶板的制备方法，所得竹胶板耐腐性能优异，粘接强度高，吸水膨胀率低。
本发明提出的一种防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：
S1、将竹帘进行超声处理；
S2、将超声处理后的竹帘干燥至含水量为5～8wt％；
S3、采用氧气将干燥后竹帘进行等离子处理；
S4、将等离子处理后竹帘进行浸胶，浸胶的时间为40～50min，浸胶的压力为3～5MPa，浸胶采用改性聚氨酯树脂胶黏剂；
S5、将浸胶后竹帘进行除湿至含水量为7～9wt％；
S6、将除湿后竹帘进行组坯得到物料A；
S7、将物料A进行热压固化得到防霉竹胶板。
优选地，S1中，超声处理的功率为1100～1400w，超声处理的时间为26～32min，超声处理的频率为30～45kHz。
优选地，S2中，干燥的具体操作如下：将超声处理后的竹帘升温至110～120℃，保温50～60min，再升温至203～206℃，保温1.8～2.2h，然后以1.5～1.8℃/min的降温速率降至室温。
优选地，S3中，等离子处理的时间为4～8s，等离子处理的距离为11～13mm，等离子处理的功率为580～600W，等离子处理的压力为36～40Pa，等离子处理的温度为33～36℃。
优选地，S4中，改性聚氨酯树脂胶黏剂按重量份包括：聚氨酯树脂70～80份，丙烯酸树脂15～25份，三聚氰胺甲醛树脂6～9份，端羧基液体丁腈橡胶4～6份，聚乙烯醇2～5份，滑石粉20～23份，重质碳酸钙15～18份，纳米氧化镁7～10份，卡松1～2份，对羟基苯甲酸丁酯2～3份。
优选地，S5中，除湿的温度为32～35℃，除湿的风速为2～4m/s。
优选地，S7中，热压固化的温度为210～225℃，热压固化的时间为7～10min，热压固化的压力为15～20MPa。
本发明将竹帘进行超声处理，利用超声波的机械效应、热效应和空化效应，将大颗粒的淀粉粒打碎或是糊化，随着水流从纹孔中流出，同时也能将细胞壁上的纹孔膜击穿，纹孔口扩大，使淀粉更容易从纹孔中流出，降低竹帘中的营养成分，使竹帘不能作为霉菌的营养基质，提高本发明的耐腐性能；接着将竹帘进行干燥，由于其中竹帘细胞壁中纤维素起到骨架物质的作用，赋予竹帘弹性和强度，而木素则扮演硬固物质的角色，赋予竹帘硬度和刚性，将超声处理后的竹帘升温至110～120℃，保温50～60min，再升温至203～206℃，保温1.8～2.2h，然后以1.5～1.8℃/min的降温速率降至室温，竹束变得疏软、脆性增强；竹帘中的半纤维素是含有亲水性基团的无定形物质，是竹帘中吸湿性最大的组分，在高温条件下半纤维素中的部分多糖裂解为糠醛和某些糖类，然后又能发生聚合作用生成不溶于水的聚合物，从而降低材料的干缩湿胀性；而竹帘中的纤维素中含有游离羟基，易于吸附水分子以形成氢键结合，但高温下竹帘细胞壁物质发生重组，羟基的数量减少，减少水分子的吸附；同时高温下木素发生软化流动，堵塞细胞中的孔隙，极大地限制了水分流入竹帘结构中；本发明在干燥过程中不仅降低了竹帘中的含水量，而且半纤维素、纤维素和木素相互配合共同降低竹帘的吸湿性能，为后续处理做铺垫，而且有效抑制霉菌生长繁殖的环境和条件；本发明接着进行等离子处理，使竹帘表面粗糖化，竹帘表面被等离子体刻烛形成凹凸不平的坑洼，增大了与胶黏剂的粘合物理界面，为后续浸胶提高粘接强度创造条件，而采用氧气作为处理气体使竹帘表面接枝含氧基团，而含氧基团有利于胶黏剂在竹帘表面的铺展和渗透，并使胶黏剂与竹帘表面可形成化学键合，从而增强界面结构，进一步提高粘接强度；然后进行浸胶，浸胶采用改性聚氨酯树脂胶黏剂，以聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺甲醛树脂作为主料，以端羧基液体丁腈橡胶和聚乙烯醇作为增韧剂，使本发明粘结性能强，韧性好，再配合加入纳米氧化镁使改性聚氨酯树脂胶黏剂具有很好的流动性和储存稳定性，而对羟基苯甲酸丁酯作为尼泊金酯类防腐剂，与卡松相互配合能有效杀灭霉菌防止霉变，与前序超声处理相互配合，能长效抑制霉菌生长，提高本发明的耐腐性能；经除湿降低含水量和组坯后，进行热压，热压固化的温度为210～225℃，热压固化的时间为7～10min，热压固化的压力为15～20MPa，由于竹帘中的导管在热压过程中受到温度和压力的破坏，减少了菌丝进入竹帘的途径，提高本发明的耐腐性能，同时热压过程中半纤维素进一步降解，降低了本发明的吸湿性能，阻止本发明再次吸收水分，破坏真菌生长繁殖所需的条件，而且热压过程中还能促使竹帘中生成醋酸，进一步抑制真菌繁殖，提高耐腐性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：
S1、将竹帘进行超声处理，超声处理的功率为1100w，超声处理的时间为32min，超声处理的频率为30kHz；
S2、将超声处理后的竹帘升温至120℃，保温50min，再升温至206℃，保温1.8h，然后以1.8℃/min的降温速率降至室温，干燥后竹帘的含水量为5wt％；
S3、采用氧气将干燥后竹帘进行等离子处理，等离子处理的时间为8s，等离子处理的距离为11mm，等离子处理的功率为600W，等离子处理的压力为36Pa，等离子处理的温度为36℃；
S4、将等离子处理后竹帘进行浸胶，浸胶的时间为40min，浸胶的压力为5MPa，浸胶采用改性聚氨酯树脂胶黏剂；改性聚氨酯树脂胶黏剂按重量份包括：聚氨酯树脂70份，丙烯酸树脂25份，三聚氰胺甲醛树脂6份，端羧基液体丁腈橡胶6份，聚乙烯醇2份，滑石粉23份，重质碳酸钙15份，纳米氧化镁10份，卡松1份，对羟基苯甲酸丁酯3份；
S5、将浸胶后竹帘进行除湿至含水量为7wt％，除湿的温度为35℃，除湿的风速为2m/s；
S6、将除湿后竹帘进行组坯得到物料A；
S7、将物料A进行热压固化得到防霉竹胶板，热压固化的温度为225℃，热压固化的时间为7min，热压固化的压力为20MPa。
实施例2
本发明提出的一种防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：
S1、将竹帘进行超声处理，超声处理的功率为1400w，超声处理的时间为26min，超声处理的频率为45kHz；
S2、将超声处理后的竹帘升温至110℃，保温60min，再升温至203℃，保温2.2h，然后以1.5℃/min的降温速率降至室温，干燥后竹帘的含水量为8wt％；
S3、采用氧气将干燥后竹帘进行等离子处理，等离子处理的时间为4s，等离子处理的距离为13mm，等离子处理的功率为580W，等离子处理的压力为40Pa，等离子处理的温度为33℃；
S4、将等离子处理后竹帘进行浸胶，浸胶的时间为50min，浸胶的压力为3MPa，浸胶采用改性聚氨酯树脂胶黏剂；改性聚氨酯树脂胶黏剂按重量份包括：聚氨酯树脂80份，丙烯酸树脂15份，三聚氰胺甲醛树脂9份，端羧基液体丁腈橡胶4份，聚乙烯醇5份，滑石粉20份，重质碳酸钙18份，纳米氧化镁7份，卡松2份，对羟基苯甲酸丁酯2份；
S5、将浸胶后竹帘进行除湿至含水量为9wt％，除湿的温度为32℃，除湿的风速为4m/s；
S6、将除湿后竹帘进行组坯得到物料A；
S7、将物料A进行热压固化得到防霉竹胶板，热压固化的温度为210℃，热压固化的时间为10min，热压固化的压力为15MPa。
实施例3
本发明提出的一种防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：
S1、将竹帘进行超声处理，超声处理的功率为1200w，超声处理的时间为30min，超声处理的频率为35kHz；
S2、将超声处理后的竹帘升温至116℃，保温54min，再升温至205℃，保温1.9h，然后以1.7℃/min的降温速率降至室温，干燥后竹帘的含水量为6wt％；
S3、采用氧气将干燥后竹帘进行等离子处理，等离子处理的时间为6s，等离子处理的距离为12mm，等离子处理的功率为585W，等离子处理的压力为38Pa，等离子处理的温度为34℃；
S4、将等离子处理后竹帘进行浸胶，浸胶的时间为46min，浸胶的压力为4MPa，浸胶采用改性聚氨酯树脂胶黏剂；改性聚氨酯树脂胶黏剂按重量份包括：聚氨酯树脂72份，丙烯酸树脂22份，三聚氰胺甲醛树脂7份，端羧基液体丁腈橡胶5份，聚乙烯醇3份，滑石粉22份，重质碳酸钙16份，纳米氧化镁9份，卡松1.5份，对羟基苯甲酸丁酯2.5份；
S5、将浸胶后竹帘进行除湿至含水量为7.5wt％，除湿的温度为34℃，除湿的风速为2.5m/s；
S6、将除湿后竹帘进行组坯得到物料A；
S7、将物料A进行热压固化得到防霉竹胶板，热压固化的温度为220℃，热压固化的时间为8min，热压固化的压力为18MPa。
实施例4
本发明提出的一种防霉竹胶板的制备方法，包括如下步骤：
S1、将竹帘进行超声处理，超声处理的功率为1300w，超声处理的时间为28min，超声处理的频率为40kHz；
S2、将超声处理后的竹帘升温至112℃，保温58min，再升温至204℃，保温2h，然后以1.6℃/min的降温速率降至室温，干燥后竹帘的含水量为7wt％；
S3、采用氧气将干燥后竹帘进行等离子处理，等离子处理的时间为5s，等离子处理的距离为12mm，等离子处理的功率为590W，等离子处理的压力为37Pa，等离子处理的温度为35℃；
S4、将等离子处理后竹帘进行浸胶，浸胶的时间为42min，浸胶的压力为4MPa，浸胶采用改性聚氨酯树脂胶黏剂；改性聚氨酯树脂胶黏剂按重量份包括：聚氨酯树脂77份，丙烯酸树脂18份，三聚氰胺甲醛树脂8份，端羧基液体丁腈橡胶4.5份，聚乙烯醇4份，滑石粉21份，重质碳酸钙17份，纳米氧化镁8份，卡松1.8份，对羟基苯甲酸丁酯2.2份；
S5、将浸胶后竹帘进行除湿至含水量为8wt％，除湿的温度为33℃，除湿的风速为3.5m/s；
S6、将除湿后竹帘进行组坯得到物料A；
S7、将物料A进行热压固化得到防霉竹胶板，热压固化的温度为215℃，热压固化的时间为9min，热压固化的压力为16MPa。
将本发明实施例1-4所得防霉竹胶板和普通市售竹胶板置于温度为30±2℃，相对湿度为95±5％的恒定湿热环境中进行霉变试验，试验时间为4周，每天观察并记录霉变情况。试验结束后，计算霉变率。
霉变率(％)＝(∑Sn)/S，其中Sn为竹胶板表面霉变面积，S为竹胶板表面积。
普通市售竹胶板在试验开始的第5天开始出现霉斑，试验结束后平均霉变为82.63％；本分明防霉竹胶板在试验过程中未出现霉斑，说明本发明的耐腐性能远优于现有技术。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将竹帘进行超声处理；
S2、将超声处理后的竹帘干燥至含水量为5～7wt%，其中，干燥的具体操作如下：将超声处理后的竹帘升温至110～120℃，保温50～60min，再升温至203～206℃，保温1.8～2.2h，然后以1.5～1.8℃/min的降温速率降至室温；
S3、采用氧气将干燥后竹帘进行等离子处理；
S4、将等离子处理后竹帘进行浸胶，浸胶的时间为40～50min，浸胶的压力为3～5MPa，浸胶采用改性聚氨酯树脂胶黏剂，其中，改性聚氨酯树脂胶黏剂按重量份包括：聚氨酯树脂70～80份，丙烯酸树脂15～25份，三聚氰胺甲醛树脂6～9份，端羧基液体丁腈橡胶4～6份，聚乙烯醇2～5份，滑石粉20～23份，重质碳酸钙15～18份，纳米氧化镁7～10份，卡松1～2份，对羟基苯甲酸丁酯2～3份；
S5、将浸胶后竹帘进行除湿至含水量为7～9wt%；
S6、将除湿后竹帘进行组坯得到物料A；
S7、将物料A进行热压固化得到防霉竹胶板。
2.根据权利要求1所述防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S1中，超声处理的功率为1100～1400W，超声处理的时间为26～32min，超声处理的频率为30～45kHz。
3.根据权利要求1或2所述防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S3中，等离子处理的时间为4～8s，等离子处理的距离为11～13mm，等离子处理的功率为580～600W，等离子处理的压力为36～40Pa，等离子处理的温度为33～36℃。
4.根据权利要求1或2所述防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S5中，除湿的温度为32～35℃，除湿的风速为2～4m/s。
5.根据权利要求1或2所述防霉竹胶板的制备方法，其特征在于，S7中，热压固化的温度为210～225℃，热压固化的时间为7～10min，热压固化的压力为15～20MPa。
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